DE102017209694A1

DE102017209694A1 - Vorrichtung zur Steuerung einer rotierenden elektrischen Maschine und elektrische Servolenkungsvorrichtung zur Verwendung dieser

Info

Publication number: DE102017209694A1
Application number: DE102017209694.2A
Authority: DE
Inventors: Ryo KANO
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2017-12-14
Also published as: JP2017221039A; JP6642285B2; US9954470B2; US20170359008A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Steuerung eines Betriebs einer rotierenden elektrischen Maschine (80) mit mehreren Wicklungssätzen (81, 82). Die Vorrichtung weist mehrere Inverter (11, 12) für die jeweiligen Wicklungssätze und eine Steuereinheit (20, 50) auf. Die Steuereinheit weist auf: einen Physikalische-Größe-Komparator (41, 61), der dazu ausgelegt ist, physikalische Größen zu vergleichen, die auf Energie ansprechen, die den jeweiligen Wicklungssätzen zugeführt wird, eine Temperaturschätzeinheit (45), die dazu ausgelegt ist, Systemtemperaturen zu schätzen, die Temperaturen von jeweiligen Systemen sind, wobei jedes der Systeme eine Kombination aus einem jeweiligen der mehreren Wicklungssätze und dessen verknüpften Komponenten ist, und einen Parametermodifizierer (42, 62), der dazu ausgelegt ist, einen Parameter zu modifizieren, der verwendet wird, um eine Temperatur jedes Systems zu schätzen, im Ansprechen auf ein Vergleichsergebnis zwischen den physikalischen Größen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer rotierenden elektrischen Maschine und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung zur Verwendung dieser.
Bisheriger Stand der Technik
Bekannt sind verschiedene Verfahren zum Schätzen einer Motorspulentemperatur. So wird beispielsweise gemäß einem in der JP 4483298 offenbarten Verfahren ein Zeitmittelwert des Integrals des Betragsquadrats eines Stromflusses durch eine Motorspule über einen Energieversorgungszeitraum an eine erste Verzögerungsfunktion erster Ordnung gegeben und anschließend ein Ausgang der ersten Verzögerungsfunktion erster Ordnung an eine zweite Verzögerungsfunktion erster Ordnung gegeben, um eine Motorspulentemperatur unter Verwendung einer Summe des Ausgangs der ersten Verzögerungsfunktion erster Ordnung und des Ausgangs der zweiten Verzögerungsfunktion erster Ordnung zu schätzen.
In der JP 4483298 werden eine Zeitkonstante und eine Verstärkung, die die Verzögerungsfunktion erster Ordnung spezifizieren, anhand einer Abstimmung unter Verwendung von tatsächlichen Messungen bestimmt. D. h., in der JP 4483298 werden die Zeitkonstante und die Verstärkung, die anhand tatsächlicher Messungen bestimmt werden, kontinuierlich für die Temperaturschätzung verwendet, ohne eine altersbedingte Verschlechterung oder dergleichen zu berücksichtigen.
Angesichts der obigen Umstände sind beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darauf ausgerichtet, eine Vorrichtung zur Steuerung einer rotierenden elektrischen Maschine, die eine Motorspulentemperatur genau schätzen kann, und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung zur Verwendung dieser bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung eines Betriebs einer rotierenden elektrischen Maschine mit mehreren Wicklungssätzen bereitgestellt. Die Vorrichtung weist auf: mehrere Inverter, jeder für einen jeweiligen der mehreren Wicklungssätze; und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit weist auf: einen Physikalische-Größe-Komparator, der dazu ausgelegt ist, physikalische Größen zu vergleichen, die auf Energie ansprechen, die an die jeweiligen Wicklungssätze gegeben wird; eine Temperaturschätzeinheit, die dazu ausgelegt ist, Systemtemperaturen zu schätzen, die Temperaturen von jeweiligen Systemen sind, wobei jedes System eine Kombination von einem jeweiligen der mehreren Wicklungssätze und dessen verknüpften Komponente ist; und einen Parametermodifizierer, der dazu ausgelegt ist, einen Parameter, der verwendet wird, um jede Systemtemperatur zu schätzen, im Ansprechen auf ein Vergleichsergebnis zwischen den physikalischen Größen zu modifizieren.
In dieser Konfiguration werden die physikalischen Größen verglichen; Parameter, die zum Schätzen der Systemtemperaturen verwendet werden, werden im Ansprechen auf ein Vergleichsergebnis zwischen den physikalischen Größen modifiziert. Gemäß dieser Konfiguration können die Systemtemperaturen unter Berücksichtigung von Fertigungsabweichungen zwischen den Systemen und Abweichungen zwischen den Systemen infolge einer altersbedingten Verschlechterung genau geschätzt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Lenksystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Motorsteuervorrichtung der ersten Ausführungsform;
3 zeigt ein Blockdiagramm einer Steuereinheit der ersten Ausführungsform;
4 zeigt ein funktionales Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Temperaturschätzung und einer Strombegrenzung der ersten Ausführungsform;
5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Antwortkonstanteneinstellverarbeitung der ersten Ausführungsform;
6 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung geschätzter Temperaturen der ersten Ausführungsform;
7 zeigt ein Blockdiagramm einer Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Antwortkonstanteneinstellverarbeitung der zweiten Ausführungsform;
9 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Antwortkonstanteneinstellverarbeitung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
10 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Antwortkonstanteneinstellverarbeitung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG BESTIMMTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend sind verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Im Wesentlichen gleiche Elemente oder Schritte in den Ausführungsformen sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und zur Vermeidung von Redundanz nicht wiederholt beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend ist eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
Eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 zur Unterstützung eines Fahrzeugführers beim Lenken weist, wie in 1 gezeigt, eine Motorsteuervorrichtung 10, die als eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine dient, und einen Motor 80, der als die rotierende elektrische Maschine dient, auf.
1 zeigt ein Lenksystem 90 mit der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 8. Das Lenksystem 90 weist ein Lenkrad 91, eine Lenkwelle 92, ein Zahnradgetriebe 96, eine Zahnstange 97, Räder 98 und die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8, als Lenkelemente, auf.
Das Lenkrad 91 ist mit der Lenkwelle 92 verbunden. Ein Drehmomentsensor 94 ist entlang der Lenkwelle 92 vorgesehen, um ein Drehmoment zu erfassen, das erzeugt wird, wenn der Fahrer das Lenkrad 91 betätigt. Ein Zahnradgetriebe 96 ist an dem distalen Ende der Lenkwelle 92 vorgesehen. Das Zahnradgetriebe 96 befindet sich in Eingriff mit der Zahnstange 97. Ein Paar von Rädern 98 ist über die Spurstange mit beiden Enden der Zahnstange 97 verbunden.
Wenn der Fahrer das Lenkrad 91 betätigt (d. h. rotiert), rotiert die mit dem Lenkrad 91 verbundene Lenkwelle 92. Die Drehbewegung der Lenkwelle 92 wird durch das Zahnradgetriebe 96 in eine lineare Bewegung der Zahnstange 97 gewandelt. Das Paar von Rädern 98 wird in einem Winkel in Abhängigkeit von einem Versetzungsbetrag der Zahnstange 97 gelenkt.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 weist einen Motor 80, ein Untersetzungsgetriebe 89, um die Rotation des Motors 80 zu verlangsamen und sie anschließend auf die Lenkwelle 92 zu übertragen, und eine Motorsteuervorrichtung 10 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 vom sogenannten Säulenunterstützungstyp, um die Lenkwelle 92 anzusteuern. Alternativ kann die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 vom sogenannten Zahnstangenunterstützungstyp sein, um die Rotation des Motors 80 auf die Zahnstange 97 zu übertragen, um so die Zahnstange 97 anzusteuern.
Der Motor 80 gibt ein Assistenzdrehmoment zur Unterstützung des Fahrers beim Lenken des Lenkrads 91 aus. Der Motor 80 wird mit Energie von einer Batterie 5 (siehe 2) versorgt, um angetrieben zu werden, um das Untersetzungsgetriebe 89 vor und zurück rotieren zu lassen.
Wie in 2 gezeigt, ist der Motor 80 ein bürstenloser Drehstrommotor mit zwei Wicklungssätzen 81, 82.
Der erste Wicklungssatz 81 weist eine erste U-Phasen-Spule 811, eine erste V-Phasen-Spule 812 und eine erste W-Phasen-Spule 813. Ein Ende der Spulen 811, 812, 813 ist mit einem ersten Inverter 11 verbunden, und die anderen Enden dieser Spulen sind miteinander verbunden.
Der zweite Wicklungssatz 82 weist eine zweite U-Phasen-Spule 821, eine zweite V-Phasen-Spule 822 und eine zweite W-Phasen-Spule 823 auf. Ein Ende von jeder der Spulen 821, 822, 823 ist mit einem zweiten Inverter 12 verbunden, und die anderen Enden dieser Spulen sind miteinander verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform weist der zweite Wicklungssatz 82 einen elektrischen Versatz von dem ersten Wicklungssatz 81 um einen vorbestimmten elektrischen Winkel (wie beispielsweise 30 Grad) auf und wird folglich mit Energie versorgt, die phasenverschoben zu Energie ist, mit der der erste Wicklungssatz 81 versorgt wird.
Die Motorsteuervorrichtung 10 weist einen ersten Inverter 11, einen zweiten Inverter 12, Temperaturdetektoren 16, 17 und eine Steuereinheit 20 auf.
Der erste Inverter 11 ist für den ersten Wicklungssatz 81 vorgesehen, und der zweite Inverter 12 ist für den zweiten Wicklungssatz 82 vorgesehen. Nachstehend bezieht sich ein erstes System auf eine Kombination des ersten Wicklungssatzes 81 und des ersten Inverters 11, der für den ersten Wicklungssatz 81 vorgesehen ist. Ein zweites System bezieht sich auf eine Kombination des zweiten Wicklungssatzes 82 und des zweiten Inverters 12, der für den zweiten Wicklungssatz 82 vorgesehen ist. Um zwischen einer Komponente für das erste System und einer Komponente für das zweite System zu unterscheiden, sind die Komponente für das erste System und die Komponente für das zweite System, sofern erforderlich, mit ”erste” bzw. ”zweite” versehen. Ferner sind, um zwischen Parametern für das erste System und Parametern für das zweite System zu unterscheiden, Parameter für das erste System und Parameter für das zweite System, sofern erforderlich, mit den Nachsilben ”1” bzw. ”2” versehen.
Der erste Inverter 11, der ein Drehstromwechselrichter ist, weist Schaltelemente 111–116 auf der Seite hohen Potentials verbunden und Schaltelemente 114–116 auf der Seite niedrigen Potentials verbunden auf.
Ein Knotenpunkt eines Paares von U-Phasen-Schaltelementen 111, 114 ist elektrisch mit der ersten U-Phasen-Spule 811 verbunden, ein Knotenpunkt eines Paares von V-Phasen-Schaltelementen 112, 115 ist elektrisch mit der ersten V-Phasen-Spule 812 verbunden, und ein Knotenpunkt eines Paares von W-Phasen-Schaltelementen 113, 116 ist mit der ersten W-Phasen-Spule 813 verbunden.
Der zweite Inverter 12, der ein Drehstromwechselrichter ist, weist Schaltelemente 121–126 auf der Seite hohen Potentials verbunden und Schaltelemente 124–126 auf der Seite niedrigen Potentials verbunden auf.
Ein Knotenpunkt eines Paares von U-Phasen-Schaltelementen 121, 124 ist elektrisch mit der ersten U-Phasen-Spule 821 verbunden, ein Knotenpunkt eines Paares von V-Phasen-Schaltelementen 122, 125 ist elektrisch mit der ersten V-Phasen-Spule 822 verbunden, und ein Knotenpunkt eines Paares von W-Phasen-Schaltelementen 123, 126 ist mit der ersten W-Phasen-Spule 823 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Schaltelemente 111–116, 121–126 ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Alternativ kann jedes der Schaltelemente 111–116, 121–126 ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), ein Thyristor oder dergleichen sein.
Eine Leitung Lp1 auf der Seite hohen Potentials, die die Schaltelemente 111–113 verbindet, ist elektrisch mit einem positiven Anschluss der Batterie 5 verbunden. Ein Energieversorgungsrelais 71 ist entlang der Leitung Lp1 auf der Seite hohen Potentials vorgesehen. Eine Leitung Lp2 auf der Seite hohen Potentials, die die Schaltelemente 121–123 verbindet, ist elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 5 verbunden. Ein Energieversorgungsrelais 72 ist entlang der Leitung Lp2 auf der Seite hohen Potentials vorgesehen. Jedes der Energieversorgungsrelais 71, 72 kann ein mechanisches Relais oder ein MOSFET oder dergleichen sein. In Fällen, in denen MOSFETs als die Energieversorgungsrelais 71, 72 verwendet werden, ist vorzugsweise ein Polaritätsumkehrschutzrelais mit einer parasitären Diode als eine anti-parallele Diode zur Verhinderung eines Rückstromflusses, wenn die Batterie 5 fehlerhaft in umgekehrter Richtung verschaltet wird, vorgesehen.
Der Kondensator 73 ist parallel zu den Invertern 11, 12 geschaltet.
Der erste Stromdetektor 13 weist Stromerfassungselemente 131–133 auf. Das Stromerfassungselement 131 ist zwischen das Schaltelement 114 und eine Masseleitung Lg1 geschaltet, um einen ersten U-Phasenstrom Iu1 zu erfassen, der durch die erste U-Phasen-Spule 811 fließt. Das Stromerfassungselement 132 ist zwischen das Schaltelement 115 und die Masseleitung Lg1 geschaltet, um einen ersten V-Phasenstrom Iv1 zu erfassen, der durch die erste V-Phasen-Spule 812 fließt. Das Stromerfassungselement 133 ist zwischen das Schaltelement 116 und die Masseleitung Lg1 geschaltet, um einen ersten W-Phasenstrom Iw1 zu erfassen, der durch die erste W-Phasen-Spule 813 fließt.
Der zweite Stromdetektor 14 weist Stromerfassungselemente 141–143 auf. Das Stromerfassungselement 141 ist zwischen das Schaltelement 124 und eine Masseleitung Lg2 geschaltet, um einen zweiten U-Phasenstrom Iu2 zu erfassen, der durch die zweite U-Phasen-Spule 821 fließt. Das Stromerfassungselement 142 ist zwischen das Schaltelement 125 und die Masseleitung Lg2 geschaltet, um einen zweiten V-Phasenstrom Iv2 zu erfassen, der durch die zweite V-Phasen-Spule 822 fließt. Das Stromerfassungselement 143 ist zwischen das Schaltelement 126 und die Masseleitung Lg2 geschaltet, um einen zweiten W-Phasenstrom Iw2 zu erfassen, der durch die zweite W-Phasen-Spule 823 fließt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Stromerfassungselemente 131–133 und 141–143 ein Shunt-Widerstand. Alternativ kann jedes der Stromerfassungselemente 131–133 und 141–143 ein Hall-Element oder dergleichen sein. Ein Ergebnis der Erfassung durch jeden der Stromdetektoren 13, 14 wird an die Steuereinheit 20 ausgegeben.
Der erste Inverter 11 und der zweite Inverter 12 sind derart angeordnet, dass sie Wärme an eine Wärmesenke 15 ableiten können (siehe 4).
Wie in den 2 und 4 gezeigt, ist der erste Temperaturdetektor 16 in einem Bereich vorgesehen, in dem Elemente des ersten Inverters 11 angeordnet sind, um eine Temperatur des Bereichs der Wärmesenke 15 zu erfassen, in dem sich der erste Inverter 11 befindet. Die Temperatur, die durch den ersten Temperaturdetektor 16 erfasst wird, ist ein erster Temperaturmesswert H1_sns.
Der zweite Temperaturdetektor 17 ist in einem Bereich vorgesehen, in dem Elemente des zweiten Inverters 12 angeordnet sind, um eine Temperatur des Bereichs der Wärmesenke 15 zu erfassen, in dem sich der zweite Inverter 12 befindet. Die Temperatur, die durch den zweiten Temperaturdetektor 17 erfasst wird, ist ein zweiter Temperaturmesswert H2_sns.
Der erste Temperaturmesswert H1_sns wird als eine Basistemperatur für den vorübergehenden Temperaturanstieg im ersten System betrachtet. Der zweite Temperaturmesswert H2_sns wird als eine Basistemperatur für den vorübergehenden Temperaturanstieg im zweiten System betrachtet.
4 zeigt schematisch, dass die Inverter 11, 12 auf gegenüberliegenden Seiten der Wärmesenke 15 angeordnet sind. D. h., der Inverter 11 ist auf der einen Seite der Wärmesenke 15 angeordnet, und der Inverter 12 ist auf der anderen Seite der Wärmesenke 15 angeordnet. Alternativ können die Inverter 11, 12 in separaten Bereichen auf der gleichen Seite der Wärmesenke 15 angeordnet sein, dem ersten bzw. dem zweiten System entsprechend. Die 2 und 4 zeigen, dass die Temperaturdetektoren 16, 17 jeweils innerhalb der Inverter 11, 12 angeordnet sind. Im Grunde müssen die Temperaturdetektoren 16, 17 nur in separaten Bereichen entsprechend dem ersten bzw. dem zweiten System angeordnet sein, und zwar derart, dass die Basistemperaturen für das erste und das zweite System erfasst werden können.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist die Steuereinheit 20 hauptsächlich als ein Mikrocomputer mit einer zentralen Recheneinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) und anderen Komponenten aufgebaut. Verschiedene Verarbeitungen, die in der Steuereinheit 20 auszuführen sind, sind durch die CPU realisierbar, die Computerprogramme ausführt, die in dem ROM oder dergleichen gespeichert sind, oder durch eine bestimmte elektronische Schaltung realisierbar.
Die Steuereinheit 20 steuert den Betrieb des Motors 80 per Stromregelung auf der Grundlage eines Lenkmoments Ts, das von dem Drehmomentsensor 94 erfasst wird, eines elektrischen Winkels θe, der von einem Drehwinkelsensor 75 erfasst wird, und von Phasenströmen Iu1, Iv1, Iw1, Iu2, Iv2, Iw2, die von den Stromdetektoren 13, 14 erfasst werden.
Die nachstehend noch beschriebene Steuereinheit 50 steuert den Betrieb des Motors 80 anhand einer ähnlichen Stromregelung.
Wie in 3 gezeigt, weist die Steuervorrichtung 20 auf: Dreiphasen-/Zweiphasen-Wandler 21, 22, eine Rückkopplungsstromaddier-/Rückkopplungsstromsubtrahiereinheit 23, Subtrahierer 26–29, ein Motorumkehrmodel 30, Controller 31–34, eine Systemspannungsberechnungseinheit 35, Zweiphasen-/Dreiphasen-Wandler 36, 37, einen Physikalische-Größe-Komparator 41, eine Antwortfunktionseinstelleinheit 42 als einen Parametermodifizierer, eine Temperaturschätzeinheit 45 und eine Befehlsrecheneinheit 46 als einen Strombegrenzer. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuereinheit 20 dazu ausgelegt, eine Summe und eine Differenz der Ströme des ersten und des zweiten Systems zu steuern.
Der Dreiphasen-/Zweiphasen-Wandler 21 ersten Systems nimmt eine dq-Wandlung der Phasenströme Iu1, Iv1, Iw1 auf der Grundlage des elektrischen Winkels θe vor, um einen ersten d-Achsen-Strommesswert Id1 und einen ersten q-Achsen-Strommesswert Iq1 zu berechnen.
Der Dreiphasen-/Zweiphasen-Wandler 22 zweiten Systems nimmt eine dq-Wandlung der Phasenströme Iu2, Iv2, Iw2 auf der Grundlage des elektrischen Winkels θe vor, um einen zweiten d-Achsen-Strommesswert Id2 und einen zweiten q-Achsen-Strommesswert Iq2 zu berechnen.
Die Rückkopplungsstromaddier-/Rückkopplungsstromsubtrahiereinheit 23 berechnet einen d-Achsen-Stromsummerwert Id_a, einen d-Achsen-Stromdifferenzwert Id_s, einen q-Achsen-Stromsummenwert Iq_a und einen q-Achsen-Stromdifferenzwert Iq_s (siehe Gleichungen (1-1)–(1-4)). Id_a = Id1 + Id2 (1-1) Id_s = Id1 – Id2 (1-2) Iq_a = Iq1 + Iq2 (1-3) Iq_s = Iq1 – Iq2 (1-4)
Der Subtrahierer 26 berechnet eine Abweichung ΔId_a zwischen einem d-Achsen-Stromsummenbefehlswert Id_a* und dem d-Achsen-Stromsummenwert Id_a.
Der Subtrahierer 27 berechnet eine Abweichung ΔId_s zwischen einem d-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Id_s* und dem d-Achsen-Stromdifferenzwert Id_s.
Der Subtrahierer 28 berechnet eine Abweichung ΔIq_a zwischen einem q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a* und dem q-Achsen-Stromsummenwert Iq_a.
Der Subtrahierer 29 berechnet eine Abweichung ΔIq_s zwischen einem q-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Iq_s* und dem q-Achsen-Stromdifferenzwert Iq_s.
Das Motorumkehrmodel 30 und die Controller 31–34 berechnen einen d-Achsen-Spannungssummenbefehlswert Vd_a*, einen d-Achsen-Spannungsdifferenzbefehlswert Vd_s*, einen q-Achsen-Spannungssummenbefehlswert Vq_a* und einen q-Achsen-Spannungsdifferenzbefehlswert Vq_s* auf der Grundlage der Abweichungen ΔId_a, ΔId_s, ΔIq_a und ΔIq_s.
Der d-Achsen-Spannungssummenbefehlswert Vd_a*, der d-Achsen-Spannungsdifferenzbefehlswert Vd_s*, der q-Achsen-Spannungssummenbefehlswert Vq_a* und der q-Achsen-Spannungsdifferenzbefehlswert Vq_s* werden gemäß den Gleichungen (2-1)–(2-4) oder gemäß den Gleichungen (3-1)–(3-4) berechnet. Vd_a* = {R × ΔId_a + (L + M)s × ΔId_a – ω(L + M) × ΔIq_a} × (Km/s) (2-1) Vd_s* == {R × ΔId_s + (L – M)s × ΔId_s – ω(L – M) × ΔIq_s} × (Km/s) (2-2) Vq_a* = {R × ΔIq_a + (L + M)s × ΔIq_a + ω(L + M) × ΔId_a} × (Km/s) + 2ωφ (2-3) Vq_s* == {R × ΔIq_s + (L – M)s × ΔIq_s + ω(L – M) × ΔId_s} × (Km/s) (2-4) Vd_a* = {R × ΔId_a + (L + M)s × ΔId_a} × (Km/s) – ω(L + M) × ΔIq_a (3-1) Vd_s* = {R × ΔId_s + (L – M)s × ΔId_s} × (Km/s) – ω(L – M) × ΔIq_s (3-2) Vq_a* = {R × ΔIq_a + (L + M)s × ΔIq_a} × (Km/s) + ω(L + M) × ΔId_a + 2ωφ (3-3) Vq_s* = {R × ΔIq_s + (L – M)s × ΔIq_s} × (Km/s) + ω(L – M) × ΔId_s (3-4)
In den obigen Gleichungen beschreibt R einen Widerstandswert, L eine Eigeninduktivität, M eine Gegeninduktivität, s eine Laplace-Variable, Km eine Verstärkung, ω eine elektrische Winkelgeschwindigkeit und φ die Anzahl von magnetischen Flussverkettungen des Ankers, so wie es beispielsweise in der JP 2013-230019 beschrieben ist.
Es sollte beachtet werden, dass sich die Verstärkung Km von einer Verstärkung bezüglich einer Temperaturschätzung unterscheidet, die nachstehend noch beschrieben ist.
Die Systemspannungsberechnungseinheit 35 wandelt den d-Achsen-Spannungssummenbefehlswert Vd_a*, den d-Achsen-Spannungsdifferenzbefehlswert Vd_s*, den q-Achsen-Spannungssummenbefehlswert Vq_a* und den q-Achsen-Spannungsdifferenzbefehlswert Vq_s* in einen ersten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd1*, einen ersten q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq1*, einen zweiten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd2* und einen zweiten q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq2*.
Der Zweiphasen-/Dreiphasen-Wandler 36 ersten Systems nimmt eine inverse dq-Wandlung des ersten d-Achsen-Spannungsbefehlswerts Vd1* und des ersten q-Achsen-Spannungsbefehlswerts Vq1* auf der Grundlage des elektrischen Winkels θe vor, um erste Dreiphasen-Spannungsbefehlswerte Vu1*, Vv1*, Vw1* zu berechnen.
Der Zweiphasen-/Dreiphasen-Wandler 37 zweiten Systems nimmt eine inverse dq-Wandlung des zweiten d-Achsen-Spannungsbefehlswerts Vd2* und des zweiten q-Achsen-Spannungsbefehlswerts Vq2* auf der Grundlage des elektrischen Winkels θe vor, um zweite Dreiphasen-Spannungsbefehlswerte Vu2*, Vv2*, Vw2* zu berechnen.
Die Steuereinheit 20 erzeugt ein Steuersignal für den ersten Inverter 11 auf der Grundlage der ersten Spannungsbefehlswerte Vu1*, Vv1*, Vw1*, um den EIN/AUS-Betrieb der Schaltelemente 111–116 über die Ansteuerschaltung 18 (in der 3 nicht gezeigt) zu steuern. Die Steuereinheit 20 erzeugt ein Steuersignal für den zweiten Inverter 12 auf der Grundlage der zweiten Spannungsbefehlswerte Vu2*, Vv2*, Vw2*, um den EIN/AUS-Betrieb der Schaltelemente 121–126 über die Ansteuerschaltung 18 (in der 3 nicht gezeigt) zu steuern.
Wie in 4 gezeigt, vergleicht der Physikalische-Größe-Komparator 41 eine physikalische Größe des ersten Systems und eine physikalische Größe des zweiten Systems. In der vorliegenden Ausführungsform vergleicht der Physikalische-Größe-Komparator 41 den ersten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd1* und den zweiten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd2*.
Die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 weist eine Verstärkungseinstelleinheit 421 und eine Zeitkonstanteneinstelleinheit 422 auf.
Die Verstärkungseinstelleinheit 421 stellt eine Verstärkung Kn, die zur Temperaturschätzung verwendet wird, auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses durch den Physikalische-Größe-Komparator 41 ein.
Die Zeitkonstanteneinstelleinheit 422 stellt eine Zeitkonstante τn, die zur Temperaturschätzung verwendet wird, auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses durch den Physikalische-Größe-Komparator 41 ein.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn Antwortkonstanten. Eine Modifizierung von wenigstens einer der Verstärkung und der Zeitkonstante entspricht einer Modifizierung von wenigstens einer der Antwortkonstanten.
Was die Bezeichnung betrifft, so ist die Nachsilbe ”n” der Verstärkung Kn ein Systemindex. D. h., die Verstärkung, die für die Temperaturschätzung ersten Systems verwendet wird, ist eine erste Verstärkung K1. Die Verstärkung, die für die Temperaturschätzung zweiten Systems verwendet wird, ist eine zweite Verstärkung K2. Die Nachsilbe ”n” der Zeitkonstanten τn ist ein Systemindex. D. h., die Zeitkonstante, die für die Temperaturschätzung ersten Systems verwendet wird, ist eine erste Zeitkonstante τ1, und die Zeitkonstante, die für die Temperaturschätzung zweiten Systems verwendet wird, ist eine zweite Zeitkonstante τ2. Diese Bezeichnung ist ebenso auf einen Betrag einer Temperaturänderung ΔHn, einen Temperaturmesswert Hn_sns und einen Temperaturschätzwert Hn_est anwendbar.
Die Temperaturschätzeinheit 45 schätzt eine Temperatur H1 ersten Systems und eine Temperatur H2 zweiten Systems, die Temperaturen der jeweiligen Systeme sind. Genauer gesagt, die Temperaturschätzeinheit 45 weist Verzögerungsrecheneinheiten 451, 452 erster Ordnung und Addierer 456, 457 auf, um den ersten Temperaturschätzwert H1_est und den zweiten Temperaturschätzwert H2_est zu berechnen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Temperaturschätzwert H1_est eine Temperatur des ersten Inverters 11 und ist der zweite Temperaturschätzwert H2_est eine Temperatur des zweiten Inverters 12.
Die Verzögerungsrecheneinheit 451 erster Ordnung empfängt Stromquadratwerte (Id1)², (Iq1)², die Verstärkung K1 und die Zeitkonstante τ1, berechnet eine Verzögerungsantwort erster Ordnung auf die empfangenen Stromquadratwerte unter Verwendung einer Übertragungsfunktion {K1/(τ1s + 1)} und gibt einen Betrag der Temperaturänderung ΔH1 aus. In der vorliegenden Ausführungsform können die einzelnen Stromquadratwerte (Id1)², (Iq1)² oder kann eine Summe der Stromquadratwerte, d. h. (Id1)² + (Iq1)², an die Verzögerungsrecheneinheit 451 erster Ordnung gegeben werden.
Die Verzögerungsrecheneinheit 452 erster Ordnung empfängt Stromquadratwerte (Id2)², (Iq2)², die Verstärkung K2 und die Zeitkonstante τ2, berechnet eine Verzögerungsantwort erster Ordnung auf die empfangenen Stromquadratwerte unter Verwendung einer Übertragungsfunktion {K2/(τ2s + 1)} und gibt einen Betrag der Temperaturänderung ΔH2 aus. In der vorliegenden Ausführungsform können die einzelnen Stromquadratwerte (Id2)², (Iq2)² oder kann eine Summe der Stromquadratwerte, d. h. (Id2)² + (Iq2)², an die Verzögerungsrecheneinheit 452 erster Ordnung gegeben werden.
Solch eine Berechnung der Verzögerungsantworten erster Ordnung erfolgt je Zeitintervall von einigen zehn bis einigen hundert Millisekunden, um den Temperaturanstieg vorübergehend zu schätzen.
Der Addierer 456 addiert den ersten Temperaturmesswert H1_sns und den Betrag der Temperaturänderung ΔH1, um den ersten Temperaturschätzwert H1_est zu berechnen.
Der Addierer 457 addiert den zweiten Temperaturmesswert H2_sns und den Betrag der Temperaturänderung ΔH2, um den zweiten Temperaturschätzwert H2_est zu berechnen.
Die Befehlsrecheneinheit 46 weist eine erste Begrenzungswertbestimmungseinheit 461, eine zweite Begrenzungswertbestimmungseinheit 462, einen Addierer 463, eine Summenbefehlswertbestimmungseinheit 464, eine Minimalwertwähleinheit 465 und eine Differenzbefehlswertbestimmungseinheit 466 auf.
Die erste Begrenzungswertbestimmungseinheit 461 bestimmt einen ersten q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq1_lim auf der Grundlage des ersten Temperaturschätzwerts H1_est.
Die zweite Begrenzungswertbestimmungseinheit 462 bestimmt einen zweiten q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq2_lim auf der Grundlage des zweiten Temperaturschätzwerts H2_est.
Die Strombegrenzungswerte Iq1_lim, Iq2_lim werden bestimmt, um mit zunehmenden Temperaturschätzwerten H1_est bzw. H2_est zuzunehmen.
Der Addierer 463 addiert die q-Achsen-Strombegrenzungswerte Iq1_lim und Iq2_lim, um einen q-Achsen-Stromsummenbegrenzungswert Iq_a_lim zu berechnen.
Die Summenbefehlswertbestimmungseinheit 464 berechnet einen q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a*, wobei dann, wenn ein vorbegrenzender q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a*_b, der auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswerts bestimmt wird, größer als der q-Achsen-Stromsummenbegrenzungswert Iq_a_lim ist, der q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a* auf den q-Achsen-Stromsummenbegrenzungswert Iq_a_lim gesetzt wird, und dann, wenn der vorbegrenzende q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a*_b kleiner oder gleich dem q-Achsen-Stromsummenbegrenzungswert Iq_a_lim ist, der q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a* einfach auf den vorbegrenzender q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a*_b gesetzt wird.
Die Minimalwertwähleinheit 465 wählt einen kleineren der q-Achsen-Strombegrenzungswerte Iq1_lim und Iq2_lim, um einen gewählten Wert Iq_ms auszugeben.
Die Differenzbefehlswertbestimmungseinheit 466 bestimmt einen q-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Iq_s* auf der Grundlage des q-Achsen-Stromsummenbefehlswerts Iq_a* und des gewählten Wertes Iq_ms. Wenn der q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a* kleiner oder gleich dem doppelten gewählten Wert Iq_ms ist, wird der q-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Iq_s* auf null gesetzt. Wenn der q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a* größer dem doppelten gewählten Wert Iq_ms ist, wird der q-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Iq_s* auf einen Wert gesetzt, der in Übereinstimmung mit der Gleichung (4) bestimmt wird. Wenn der gewählte Wert Iq_ms ein Wert des ersten Systems ist, ist der q-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Iq_s* negativ. Wenn der gewählte Wert Iq_ms ein Wert des zweiten Systems ist, ist der q-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Iq_s* positiv. Iq_s* = Iq_ms·2 – Iq_a* (4)
Vorstehend ist die Berechnung des q-Achsen-Stromsummenbefehlswerts Iq_a* und des q-Achsen-Stromdifferenzbefehlswerts Iq_s* beschrieben. Darüber hinaus werden, auf gleiche Weise, ebenso ein d-Achsen-Stromsummenbefehlswert Id_a* und ein d-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Id_s* berechnet, indem der Index ”q” durch den Index ”d” ersetzt wird.
Nachstehend ist eine Antwortkonstanteneinstellverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein in der 5 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben. Diese Verarbeitung erfolgt in der Steuereinheit 20, wenn ein Startschalter, wie beispielsweise ein Zündschalter, eingeschaltet wird.
In Schritt S101 stellt die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 einen Anfangswert von sowohl der Verstärkung Kn als auch der Zeitkonstanten τn ein. Diese Anfangswerte können Werte, die durch Adaptation bestimmt werden, oder im Voraus berechnete Werte sein.
In Schritt S102 setzt die Summenbefehlswertbestimmungseinheit 464 den q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a* auf null und setzt die Differenzbefehlswertbestimmungseinheit 466 den q-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Iq_s* auf null, wodurch der q-Achsen-Stromfluss durch jeden der Wicklungssätze 81, 82 auf null gesetzt wird. Die Summenbefehlswertbestimmungseinheit 464 setzt den d-Achsen-Stromsummenbefehlswert Id_a* auf einen vorbestimmten Wert Ia, und die Differenzbefehlswertbestimmungseinheit 466 setzt den d-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Id_s* auf null, wodurch der d-Achsen-Strom konstant eingestellt wird.
In Schritt S103 bestimmt die Steuereinheit 20, ob oder nicht die Drehzahl N des Motors 80 null ist. Wenn in Schritt S103 bestimmt wird, dass die Drehzahl N unter einem Drehzahlentscheidungsschwellenwert liegt, der in Abhängigkeit von Erfassungsfehlern voreingestellt wird, wird die Drehzahl N mit null angenommen. Wenn in Schritt S103 bestimmt wird, dass die Drehzahl N ungleich null ist (Schritt S103: NEIN), schreitet der Prozess zu Schritt S106 voran. Wenn in Schritt S103 bestimmt wird, dass die Drehzahl N null ist (Schritt S103: JA), schreitet der Prozess zu Schritt S104 voran.
In Schritt S104 bestimmt der Physikalische-Größe-Komparator 41, ob oder nicht eine d-Achsen-Spannungsabweichung Dvd (siehe nachfolgende Gleichung (5)), die ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem ersten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd1* und dem zweiten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd2* ist, über einem Spannungsabweichungsentscheidungsschwellenwert Vth liegt. Dvd = |Vd1* – Vd2*| (5)
Wenn in Schritt S104 bestimmt wird, dass die d-Achsen-Spannungsabweichung Dvd kleiner oder gleich dem Spannungsabweichungsentscheidungsschwellenwert Vth ist (Schritt S104: NEIN), schreitet der Prozess zu Schritt S106 voran. Wenn in Schritt S104 bestimmt wird, dass die d-Achsen-Spannungsabweichung Dvd über dem Spannungsabweichungsentscheidungsschwellenwert Vth liegt (Schritt S104: JA), schreitet der Prozess zu Schritt S105 voran.
In Schritt S105 modifiziert die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn, die für die Temperaturschätzung verwendet werden, auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem ersten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd1* und dem zweiten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd2*. In der vorliegenden Ausführungsform modifiziert die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn des Systems mit dem höheren der d-Achsen-Spannungsbefehlswerte Vd1*, Vd2* derart, dass die Verstärkung Kn über den Anfangswert hinaus erhöht wird und die Zeitkonstante τn unter den Anfangswert verringert wird. Die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 modifiziert die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn des Systems mit dem geringeren der d-Achsen-Spannungsbefehlswerte Vd1*, Vd2* nicht.
In dem System, in dem die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn zu modifizieren sind, werden Werte der Verstärkung Kn und der Zeitkonstante τn auf der Grundlage eines Kennfeldes oder einer Funktion der d-Achsen-Spannungsabweichung Dvd berechnet. In der vorliegenden Ausführungsform werden, mit zunehmender d-Achsen-Spannungsabweichung Dvd, die Verstärkung Kn erhöht und die Zeitkonstante τn verringert. Wie in 6 gezeigt, wird, wenn der Betrag der Temperaturänderung ΔHn erhöht wird, indem die Verstärkung Kn erhöht wird und die Zeitkonstante τn verringert wird, der Temperaturschätzwert Hn_est als hoch eingeschätzt.
In Schritt S106 modifiziert die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn von den Anfangswerten, die in Schritt S101 bestimmt werden, nicht.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die d-Achsen-Spannungsbefehlswerte Vd1*, Vd2* als physikalische Größen der Systeme verglichen und werden, auf der Grundlage der d-Achsen-Spannungsabweichung Dvd, die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn, die für die Temperaturschätzung verwendet werden, modifiziert, so dass die Temperaturen der jeweiligen Systeme unter Berücksichtigung von Fertigungsabweichungen zwischen den Systemen und altersbedingten Abweichungen zwischen den Systemen in geeigneter Weise berechnet werden können. Folglich kann, verglichen mit dem Fall, in dem jedes des ersten und des zweiten Systems strombegrenzt wird, auf eine Weise gleich derjenigen, die für das System mit einem höheren Temperaturanstieg angewandt wird, eine übermäßige Strombegrenzung in dem System mit dem geringeren Temperaturanstieg vermieden werden, so dass der Motor 80 effektiv arbeiten kann.
Eine Motorsteuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist, wie vorstehend beschrieben, dazu ausgelegt, den mehrere Wicklungssätze 81, 82 aufweisenden Motor 80 zu steuern und weist mehrere Inverter 11, 12 und die Steuereinheit 20 auf.
Die Inverter 11, 12 sind vorgesehen, jeder für einen jeweiligen Wicklungssatz. D. h., der Inverter 11 ist für den Wicklungssatz 81 vorgesehen, und der Inverter 12 ist für den Wicklungssatz 82 vorgesehen.
In der vorliegenden Ausführungsform bilden eine Kombination des Wicklungssatzes 81 und dessen verknüpfte Komponenten und eine Kombination des Wicklungssatzes 82 und dessen verknüpfte Komponenten verschiedene Systeme.
Die Komponenten, die mit dem Wicklungssatz 81 verknüpft sind, und die Komponenten, die mit dem Wicklungssatz 82 verknüpft sind, müssen nicht auf separaten Elementen vorgesehen sein. So kann der erste Inverter 11 beispielsweise in einem Bereich der Wärmesenke 15 vorgesehen sein und kann der zweite Inverter 11 beispielsweise in einem anderen Bereich derselben Wärmesenke 15 vorgesehen sein.
Die Steuereinheit 20 weist den Physikalische-Größe-Komparator 41, die Temperaturschätzeinheit 45 und die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 auf.
Der Physikalische-Größe-Komparator 41 vergleicht physikalische Größen, die auf Energie ansprechen, die an die jeweiligen Wicklungssätze 81, 82 gegeben wird.
Die Temperaturschätzeinheit 45 schätzt die Systemtemperatur Hn, die eine Temperatur jedes Systems ist.
Die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 modifiziert die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn, die Parameter sind, die zum Schätzen der Systemtemperatur Hn (n = 1, 2) verwendet werden, auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses zwischen den physikalischen Größen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die physikalischen Größen verglichen und werden, auf der Grundlage des Vergleichs, die Parameter, die zum Schätzen der Systemtemperatur Hn jedes Systems verwendet werden, modifiziert. Gemäß dieser Konfiguration kann die Systemtemperatur Hn jedes Systems unter Berücksichtigung von Fertigungsabweichungen zwischen den Systemen und altersbedingten Abweichungen zwischen den Systemen genau geschätzten werden. Folglich kann eine übermäßige Strombegrenzung, die verursacht wird, indem ein zusätzlichen Temperaturanstieg erwartet wird, vermieden werden, so dass der Motor 80 effektiv arbeiten kann, d. h. seine Leistung effektiv hervorbringen kann.
Die physikalischen Größen, die in der vorliegenden Ausführungsform zu vergleichen sind, sind die d-Achsen-Spannungsbefehlswerte Vd1*, Vd2*, die an die Wicklungssätze 81 bzw. 82 gegeben werden. D. h., in der vorliegenden Ausführungsform werden Spannungswerte, wenn der gleiche Konstantstrom durch das erste System und durch das zweite System fließt, als die physikalischen Größen verglichen. Gemäß dieser Konfiguration können die Parameter, die zum Schätzen der Systemtemperatur Hn (n = 1, 2) verwendet werden, in geeigneter Weise modifiziert werden. Ferner werden physikalische Größen, die für eine normale Motorsteuerung verwendet werden, verglichen, wodurch der Bedarf an einer zusätzlichen Verarbeitung und zusätzlichen Sensoren eliminierbar ist und die Konfiguration somit vereinfacht werden kann. Ferner erfolgt die Antwortkonstanteneinstellverarbeitung, wenn der Startschalter eingeschaltet wird, oder jedes vorbestimmte Zeitintervall, wodurch die Systemtemperaturen Hn in geeigneter Weise unter Berücksichtigung von Temperaturabweichungen zwischen den Systemen infolge einer altersbedingten Verschlechterung geschätzt werden können.
Der Physikalische-Größe-Komparator 41 vergleicht die physikalischen Größen, wenn d-Achsen-Strom durch jeden der Wicklungssätze 81, 82 fließt, wobei kein q-Achsen-Strom (null) durch jeden der Wicklungssätze 81, 82 fließt. Gemäß dieser Konfiguration können die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses zwischen den physikalischen Größen modifiziert werden, ohne irgendein Drehmoment im Motor 80 zu erzeugen.
Der Physikalische-Größe-Komparator 41 vergleicht die physikalischen Größen, wenn die Drehzahl N des Motors 80 null ist. Wenn ein Konstantstrom durch den Motor 8 fließt, während die Drehzahl N des Motors 80 null ist, d. h. der Motor 80 einen Verriegelungszustand aufweist, wird die Induktivität L weniger beeinflusst und ist die Spannung im Wesentlichen proportional zum Widerstand. Folglich können, durch das Vergleichen der physikalischen Größen (wie beispielsweise Spannungen) im Motorverriegelungszustand, Variationen in den Systemtemperaturen H1, H2, die durch Variationen im Widerstand zwischen den Systemen verursacht werden, erfasst werden. Dementsprechend können, durch die Modifizierung der Parameter, die zum Schätzen der Systemtemperatur Hn verwendet werden, auf der Grundlage des Vergleichs der physikalischen Größen im Motorverriegelungszustand, die Systemtemperaturen Hn genauer geschätzt werden.
Die Motorsteuervorrichtung 10 weist die Temperaturdetektoren 16, 17 auf. Die Temperaturdetektoren 16, 17 erfassen Temperaturen von jeweiligen Bereichen der Wärmesenke 15, in denen der Inverter 11 in einem der Bereiche und der Inverter 12 in dem anderen der Bereiche vorgesehen ist.
Die Temperaturschätzeinheit 45 weist die Verzögerungsrecheneinheiten 451, 452 erster Ordnung auf. Die Verzögerungsrecheneinheit 451 erster Ordnung empfängt Quadratwerte (Id1)², (Iq1)² von Strömen, die durch den ersten Wicklungssatz 81 fließen, um einen Betrag der Temperaturänderung ΔH1 als eine Verzögerungsantwort erster Ordnung auszugeben. Die Verzögerungsrecheneinheit 452 erster Ordnung empfängt Quadratwerte (Id2)², (Iq2)² von Strömen, die durch den zweiten Wicklungssatz 82 fließen, um einen Betrag der Temperaturänderung ΔH2 als eine Verzögerungsantwort erster Ordnung auszugeben. Alternativ können die Stromquadratwerte durch Zeitmittelwerte von Integralen der jeweiligen Stromquadratwerte ersetzt werden.
Die Temperaturschätzeinheit 45 addiert einen Betrag der Temperaturänderung ΔHn zu der Basistemperatur, um eine Systemtemperatur Hn (n = 1, 2) zu schätzen. Genauer gesagt, die Temperaturschätzeinheit 45 addiert einen Betrag der Temperaturänderung ΔH1 zu einem Temperaturmesswert H1_sns, der ein Messwert der Basistemperatur des ersten Systems ist, um einen ersten Temperaturschätzwert H1_est zu berechnen. Indessen addiert die Temperaturschätzeinheit 45 einen Betrag der Temperaturänderung ΔH2 zu einem Temperaturmesswert H2_sns, der ein Messwert der Basistemperatur des zweiten Systems ist, um einen zweiten Temperaturschätzwert H2_est zu berechnen.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Systemtemperatur Hn in geeigneter Weise geschätzt werden.
Die Steuereinheit 20 weist die Befehlsrecheneinheit 46 auf. Die Befehlsrecheneinheit 46 begrenzt die Ströme, die durch die Wicklungssätze 81, 82 der jeweiligen Systeme fließen, auf der Grundlage der Systemtemperaturen Hn (n = 1, 2). In der vorliegenden Ausführungsform kenn das Setzen eines Differenzspannungsbefehlswerts Id_s* auf ungleich null, d. h. Iq_s* ≠ 0, die Ströme der jeweiligen Systeme begrenzen (siehe Gleichung (4)). Gemäß dieser Konfiguration können die Ströme der jeweiligen Systeme in geeigneter Weise in Abhängigkeit der Systemtemperaturen Hn (n = 1. 2) begrenzt werden. Folglich kann, verglichen mit dem Fall, dass sowohl das erste als auch das zweite System strombegrenzt werden, und zwar in einer Weise gleich derjenigen, die für das System mit einem höheren Temperaturanstieg angewandt wird, eine übermäßige Strombegrenzung in dem System mit einem geringeren Temperaturanstieg vermieden werden, so dass der Motor 80 effektiv arbeiten kann. Eine Überhitzung in dem System, in dem eine hohe Wärmemenge erzeugt wird, kann somit vermieden werden.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 weist die Motorsteuervorrichtung 10 und den Motor 80 und, als eine Energieübertragungseinheit, das Untersetzungsgetriebe 89 auf. Der Motor 80 erzeugt ein Assistenzdrehmoment zur Unterstützung des Fahrers beim Lenken. Das Untersetzungsgetriebe 89 überträgt die Rotation des Motors 80 auf die Lenkwelle 92.
In der vorliegenden Ausführungsform können die Systemtemperaturen H1, H2 unter Berücksichtigung von Fertigungsabweichungen zwischen den Systemen und altersbedingten Abweichungen zwischen den Systemen in geeigneter Weise geschätzt werden, so dass der Motor 80 effektiv arbeiten kann. Das Lenken kann somit in geeigneter Weise unterstützt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Nachstehend ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben.
Wie in 7 gezeigt, weist eine Steuereinheit 50 der vorliegenden Ausführungsform Dreiphasen-/Zweiphasen-Wandler 21, 22, Subtrahierer 51, 52, 56, 57, Controller 53, 58, Zweiphasen-/Dreiphasen-Wandler 36, 37, einen Physikalische-Größe-Komparator 61, eine Antwortfunktionseinstelleinheit 62 als einen Parametermodifizierer, eine Temperaturschätzeinheit 45 und Strombegrenzer 66, 67 auf. In der vorliegenden Ausführungsform erfolgt eine Stromregelung in jedem des ersten und des zweiten Systems.
Der Subtrahierer 51 berechnet eine Abweichung ΔId1 zwischen einem ersten d-Achsen-Strombefehlswert Id1* und einem ersten d-Achsen-Strommesswert Id1.
Der Subtrahierer 52 berechnet eine Abweichung ΔIq1 zwischen einem ersten q-Achsen-Strombefehlswert Iq1* und einem ersten q-Achsen-Strommesswert Iq1.
Der Controller 53 berechnet einen ersten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd1* und einen ersten q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq1* unter Anwendung einer PI-Berechnung oder dergleichen derart, dass die Abweichungen ΔId1, ΔIq1 gegen null gehen.
Der Subtrahierer 56 berechnet eine Abweichung ΔId2 zwischen einem zweiten d-Achsen-Strombefehlswert Id2* und einem zweiten d-Achsen-Strommesswert Id2.
Der Subtrahierer 57 berechnet eine Abweichung ΔIq2 zwischen einem zweiten q-Achsen-Strombefehlswert Iq2* und einem zweiten q-Achsen-Strommesswert Iq2.
Der Controller 58 berechnet einen zweiten d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd2* und einen zweiten q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq2* unter Anwendung einer PI-Berechnung oder dergleichen derart, dass die Abweichungen ΔId2, ΔIq2 gegen null gehen.
Der Physikalische-Größe-Komparator 61 vergleicht den ersten d-Achsen-Strommesswert Id1 und den zweiten d-Achsen-Strommesswert Id2.
Die Antwortfunktionseinstelleinheit 62 stellt eine Verstärkung Kn und eine Zeitkonstante τn auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs durch den Physikalische-Größe-Komparator 61 ein. Die Temperaturschätzeinheit 45 berechnet einen Temperaturschätzwert Hn_est unter Verwendung der Verstärkung Kn und der Zeitkonstanten τn, die durch die Antwortfunktionseinstelleinheit 62 eingestellt werden, wie in der ersten Ausführungsform.
Der erste Strombegrenzer 66 bestimmt, wie bei der Verarbeitung durch die erste Begrenzungswertbestimmungseinheit 461, einen ersten q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq1_lim auf der Grundlage des ersten Temperaturschätzwerts H1_est. Wenn ein erster vorbegrenzender q-Achsen-Strombefehlswert Iq1*_b, der auf der Grundlage eines Drehmomentbefehlswerts und weiteren Werten bestimmt wird, größer als der erste q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq1_lim ist, stellt der erste Strombegrenzer 66 einen ersten q-Achsen-Strombefehlswert Iq1* auf den ersten q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq1_lim ein. Wenn der erste vorbegrenzende q-Achsen-Strombefehlswert Iq1*_b kleiner oder gleich dem ersten q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq1_lim ist, stellt der erste Strombegrenzer 66 den ersten q-Achsen-Strombefehlswert Iq1* einfach auf den ersten vorbegrenzenden q-Achsen-Strombefehlswert Iq1*_b ein.
Der zweite Strombegrenzer 67 bestimmt, wie bei der Verarbeitung durch die zweite Begrenzungswertbestimmungseinheit 462, einen zweiten q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq2_lim auf der Grundlage des zweiten Temperaturschätzwerts H2_est. Wenn ein zweiter vorbegrenzender q-Achsen-Strombefehlswert Iq2*_b, der auf der Grundlage eines Drehmomentbefehlswerts und weiteren Werten bestimmt wird, größer als der zweite q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq2_lim ist, stellt der zweite Strombegrenzer 67 einen zweiten q-Achsen-Strombefehlswert Iq2* auf den zweiten q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq2_lim ein. Wenn der zweite vorbegrenzende q-Achsen-Strombefehlswert Iq2*_b kleiner oder gleich dem zweiten q-Achsen-Strombegrenzungswert Iq2_lim ist, stellt der zweite Strombegrenzer 67 den zweiten q-Achsen-Strombefehlswert Iq2* einfach auf den zweiten vorbegrenzenden q-Achsen-Strombefehlswert Iq2*_b ein.
Vorstehend ist die Berechnung der q-Achsen-Strombefehlswerte Iq1*, Iq2* beschrieben. Darüber hinaus werden, in gleicher Weise, ebenso d-Achsen-Strombefehlswerte Id1*, Id2* berechnet, indem der Index ”q” durch den Index ”d” ersetzt wird.
Nachstehend ist eine Antwortkonstanteneinstellverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein in der 8 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben. Diese Verarbeitung erfolgt in der Steuereinheit 20, wenn ein Startschalter, wie beispielsweise ein Zündschalter, eingeschaltet wird.
In Schritt S201 stellt die Antwortfunktionseinstelleinheit 62, wie in Schritt S101, einen Anfangswert von sowohl der Verstärkung Kn als auch der Zeitkonstanten τn ein. Diese Anfangswerte können Werte, die per Adaptation bestimmt werden, oder im Voraus berechnete Werte sein.
In Schritt S202 setzt der Controller 50 die q-Achsen-Spannungsbefehlswerte Vq1*, Vq2* auf null, wodurch die q-Achsen-Spannung, die an den Wicklungssatz 82 zu legen ist, auf null gesetzt wird. Die d-Achsen-Spannungsbefehlswerte Vd1*, Vd2* werden auf einen vorbestimmten Wert Va gesetzt, wodurch die d-Achsen-Spannung konstant eingestellt wird.
In Schritt S203 bestimmt die Steuereinheit 50, wie in Schritt S103, ob oder nicht die Drehzahl N des Motors 80 null ist. Wenn in Schritt S203 bestimmt wird, dass die Drehzahl N geringer als ein Drehzahlentscheidungsschwellenwert ist, der in Abhängigkeit von Erfassungsfehlern voreingestellt wird, wird die Drehzahl N als null angenommen. Wenn in Schritt S203 bestimmt wird, dass die Drehzahl N ungleich null ist (Schritt S203: NEIN), schreitet der Prozess zu Schritt S206 voran. Wenn in Schritt S203 bestimmt wird, dass die Drehzahl N null ist (Schritt S203: JA), schreitet der Prozess zu Schritt S204 voran.
In Schritt S204 bestimmt der Physikalische-Größe-Komparator 61, ob oder nicht eine d-Achsen-Stromabweichung Did (siehe nachfolgende Gleichung (6)), die ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem ersten d-Achsen-Strommesswert Id1 und dem zweiten d-Achsen-Strommesswert Id2 ist, größer als ein Spannungsabweichungsentscheidungsschwellenwert Vth ist. Did = |Id1 – Id2| (6)
Wenn in Schritt S204 bestimmt wird, dass die d-Achsen-Stromabweichung Did kleiner oder gleich dem Stromabweichungsentscheidungsschwellenwert Ith ist (Schritt S204: NEIN), schreitet der Prozess zu Schritt S206 voran. Wenn in Schritt S204 bestimmt wird, dass die d-Achsen-Stromabweichung Did größer als der Stromabweichungsentscheidungsschwellenwert Ith ist (Schritt S204: JA), schreitet der Prozess zu Schritt S205 voran.
In Schritt S205 modifiziert die Antwortfunktionseinstelleinheit 62 die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem ersten d-Achsen-Strommesswert Id1 und dem zweiten d-Achsen-Strommesswert Id2. In der vorliegenden Ausführungsform modifiziert die Antwortfunktionseinstelleinheit 62 die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn des Systems mit dem geringeren der d-Achsen-Strommesswerte Id1, Id2 derart, dass die Verstärkung Kn über den Anfangswert hinaus erhöht wird und die Zeitkonstante τn unter den Anfangswert verringert wird. Die Antwortfunktionseinstelleinheit 62 modifiziert die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn des Systems mit dem höheren der d-Achsen-Strommesswerte Id1, Id2 nicht.
In dem System, in dem die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn zu modifizieren sind, werden Werte der Verstärkung Kn und der Zeitkonstante τn auf der Grundlage eines Kennfeldes oder einer Funktion der d-Achsen-Stromabweichung Did berechnet. In der vorliegenden Ausführungsform werden, mit zunehmender d-Achsen-Stromabweichung Did, die Verstärkung Kn erhöht und die Zeitkonstante τn verringert. Wenn der Betrag der Temperaturänderung ΔHn erhöht wird, indem die Verstärkung Kn erhöht wird und die Zeitkonstante τn verringert wird, wird der Temperaturschätzwert Hn_est als hoch eingeschätzt (siehe 6).
In Schritt S206 modifiziert die Antwortfunktionseinstelleinheit 62 die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn nicht von den Anfangswerten, die in Schritt S201 eingestellt werden.
Die physikalischen Größen, die in der vorliegenden Ausführungsform zu vergleichen sind, sind die d-Achsen-Strommesswerte Id1, Id2, die durch die Wicklungssätze 81 bzw. 82 fließen. D. h., in der vorliegenden Ausführungsform werden Stromwerte, wenn die gleiche konstante Spannung an das erste und an das zweite System gelegt wird, als die physikalischen Werte verglichen. Gemäß dieser Konfiguration können die Parameter, die zum Schätzen der Systemtemperaturen Hn (n = 1, 2) verwendet werden, in geeigneter Weise modifiziert werden. Ferner werden Werte, die für eine normale Motorsteuerung verwendet werden, verglichen, wodurch der Bedarf an einer zusätzlichen Verarbeitung und zusätzlichen Sensoren eliminiert und die Konfiguration somit vereinfacht werden kann.
Die zweite Ausführungsform kann die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform hervorbringen.
(Dritte Ausführungsform)
Nachstehend ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme der Antwortkonstanteneinstellverarbeitung gleich der ersten Ausführungsform. Folglich ist die Beschreibung der 9 auf die Antwortkonstanteneinstellverarbeitung ausgerichtet.
Nachstehend ist die Antwortkonstanteneinstellverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein in der 9 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben. Das in der 9 gezeigte Ablaufdiagramm ist mit Ausnahme von Schritt S112, der sich von Schritt S102 unterscheidet, gleich dem in der 5 gezeigten Ablaufdiagramm.
In Schritt S112 setzt die Summenbefehlswertbestimmungseinheit 464 den q-Achsen-Stromsummenbefehlswert Iq_a* auf null. In der vorliegenden Ausführungsform wird der q-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Iq_s* auf einen vorbestimmten Wert Ix gesetzt. Die Summenbefehlswertbestimmungseinheit 464 setzt den d-Achsen-Stromsummenbefehlswert Id_a* auf einen vorbestimmten Wert Iy und setzt den d-Achsen-Stromdifferenzbefehlswert Id_s* auf null.
Der Physikalische-Größe-Komparator 41 vergleicht die physikalischen Größen, wenn die Summe der q-Achsen-Ströme, die durch die jeweiligen Wicklungssätze 81, 82 fließen, null ist. Gemäß dieser Konfiguration können die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses zwischen den physikalischen Größen modifiziert werden, ohne irgendein Drehmoment im Motor 80 zu erzeugen. Ferner können die Spannungs- und Stromwerte der q-Achse als die physikalischen Werte verwendet werden.
Die dritte Ausführungsform kann die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform hervorbringen.
(Vierte Ausführungsform)
Nachstehend ist eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme der Antwortkonstanteneinstellverarbeitung gleich der ersten Ausführungsform. Folglich ist die Beschreibung der 10 auf die Antwortkonstanteneinstellverarbeitung ausgerichtet.
Nachstehend ist die Antwortkonstanteneinstellverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein in der 10 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben. Das in der 10 gezeigte Ablaufdiagramm ist mit Ausnahme der Schritte S114, S115, die sich von den Schritten S104, S105 unterscheiden, gleich dem in der 5 gezeigten Ablaufdiagramm.
In Schritt S114 bestimmt der Physikalische-Größe-Komparator 41, ob oder nicht eine Temperaturabweichung Dh (siehe nachfolgende Gleichung (7)), die ein Absolutwert einer Differenz zwischen einem ersten Temperaturmesswert H1_sns und einem zweiten Temperaturmesswert H2_sns ist, größer als ein Temperaturabweichungsentscheidungsschwellenwert Hth ist. Dh = |H1_sns – H2_sns| (7)
Wenn bestimmt wird, dass die Temperaturabweichung Dh kleiner oder gleich dem Temperaturabweichungsentscheidungsschwellenwert Hth ist (Schritt S114: NEIN), schreitet der Prozess zu Schritt S106 voran. Wenn bestimmt wird, dass die Temperaturabweichung Dh größer als der Temperaturabweichungsentscheidungsschwellenwert Hth ist (Schritt S114: JA), schreitet der Prozess zu Schritt S115 voran.
In Schritt S115 modifiziert die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses zwischen dem ersten Temperaturmesswert H1_sns und dem zweiten Temperaturmesswert H2_sns. In der vorliegenden Ausführungsform modifiziert die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn des Systems mit dem höheren der Temperaturmesswerte H1_sns, H2_sns derart, dass die Verstärkung Kn über den Anfangswert hinaus erhöht wird und die Zeitkonstante τn unter den Anfangswert verringert wird. Die Antwortfunktionseinstelleinheit 42 modifiziert die Verstärkung Kn und die Zeitkonstante τn des Systems mit der geringeren der Temperaturmesswerte H1_sns, H2_sns nicht.
Die vorliegende Ausführungsform ist vorstehend als eine Modifikation der ersten Ausführungsform beschrieben. Alternativ kann die vorliegende Ausführungsform als eine Modifikation der zweiten Ausführungsform beschrieben werden, in der die Schritte S204, S205 in der 8 durch die Schritte S114, S115 ersetzt werden. Ferner alternativ kann die vorliegende Ausführungsform als eine Modifikation der dritten Ausführungsform beschrieben werden, in der die Schritte S104, S105 in der 9 durch die Schritte S114, S115 ersetzt werden.
Die Motorsteuervorrichtung 10 weist die Temperaturdetektoren 16, 17 auf. Die Temperaturdetektoren 16, 17 erfassen Temperaturen von jeweiligen Bereichen der Wärmesenke 15, in denen der Inverter 11 in dem einem der Bereiche vorgesehen ist und der Inverter 12 in dem anderen der Bereiche vorgesehen ist.
Die physikalischen Größen nehmen Werte an, die jeweils von Temperaturmesswerten abhängen, die von den Temperaturdetektoren 16, 17 erfasst werden. Die physikalischen Größen der vorliegenden Ausführungsform umfassen den ersten Temperaturmesswert H1_sns und den zweiten Temperaturmesswert H2_sns. Die Temperaturen von Bereichen der Wärmesenke 15, die dem ersten bzw. dem zweiten System entsprechen, können mit dem Betrag eines Stromes, der in die jeweiligen Systeme gespeist wird, variieren und können somit in den physikalischen Größen enthalten sein, in Abhängigkeit der Energie, die den jeweiligen Wicklungssätzen zugeführt wird. Jeder der Temperaturmesswerte H1_sns, H2_sns entspricht einer Basistemperatur des entsprechenden Systems. Die vierte Ausführungsform kann Vorteile gleich denjenigen der ersten Ausführungsform hervorbringen.
(Modifikationen)
(M1) Physikalische-Größe-Komparator
In den obigen Ausführungsformen sind die d-Achsen-Spannungsbefehlswerte und die d-Achsen-Strombefehlswerte als die physikalischen Größen beschrieben. Alternativ können die Spannungswerte und die Stromwerte Befehlswerte, Messwerte, Schätzwerte oder Werte, die unter Verwendung dieser Werte berechnet werden, sein. Darüber hinaus können die physikalischen Größen Werte umfassen, die die q-Achsen-Spannungen oder die q-Achsen-Ströme betreffen. Die physikalischen Größen können Werte umfassen, die die Phasenspannungen oder die Phasenströme betreffen, wenn keine Phasendifferenzen zwischen den Systemen vorliegen. Der Physikalische-Größe-Komparator 41 vergleicht die physikalischen Größen, wenn die Drehzahl N des Motors 80 null ist. Alternativ kann der Physikalische-Größe-Komparator die physikalischen Größen vergleichen, wenn die Drehzahl N des Motors 80 ungleich null ist.
(M2) Parametermodifizierer
In der ersten Ausführungsform wird, wenn eine Differenz zwischen Spannungswerten der jeweiligen Systeme größer als der Spannungsabweichungsentscheidungsschwellenwert ist, die Verstärkung des Systems mit dem höheren der Spannungswerte erhöht und die Zeitkonstante desselben Systems verringert. Alternativ wird, wenn eine Differenz zwischen Spannungswerten der jeweiligen Systeme größer als der Spannungsabweichungsentscheidungsschwellenwert ist, die Verstärkung des Systems mit dem geringeren der Spannungswerte verringert und die Zeitkonstante desselben Systems erhöht. Ferner alternativ können, wenn eine Differenz zwischen Spannungswerten der jeweiligen Systeme größer als der Spannungsabweichungsentscheidungsschwellenwert ist, die Verstärkung und die Zeitkonstante von jedem der Systeme modifiziert werden.
In der zweiten Ausführungsform wird, wenn eine Differenz zwischen Stromwerten der jeweiligen Systeme größer als der Stromabweichungsentscheidungsschwellenwert ist, die Verstärkung des Systems mit dem geringeren der Stromwerte erhöht und die Zeitkonstante desselben Systems verringert. Alternativ wird, wenn eine Differenz zwischen Stromwerten der jeweiligen Systeme größer als der Stromabweichungsentscheidungsschwellenwert ist, die Verstärkung des Systems mit dem höheren der Stromwerte verringert und die Zeitkonstante desselben Systems erhöht. Ferner alternativ können, wenn eine Differenz zwischen Stromwerten der jeweiligen Systeme größer als der Stromabweichungsentscheidungsschwellenwert ist, die Verstärkung und die Zeitkonstante von jedem der Systeme modifiziert werden.
In der vierten Ausführungsform wird, wenn eine Differenz zwischen Basistemperaturen der jeweiligen Systeme größer als der Temperaturabweichungsentscheidungsschwellenwert ist, die Verstärkung des Systems mit der höheren der Basistemperaturen erhöht und die Zeitkonstante desselben Systems verringert. Alternativ wird, wenn eine Differenz zwischen Basistemperaturen der jeweiligen Systeme größer als der Temperaturabweichungsentscheidungsschwellenwert ist, die Verstärkung des Systems mit der geringeren der Basistemperaturen verringert und die Zeitkonstante desselben Systems erhöht. Ferner alternativ können, wenn eine Differenz zwischen Basistemperaturen der jeweiligen Systeme größer als der Temperaturabweichungsentscheidungsschwellenwert ist, die Verstärkung und die Zeitkonstante von jedem der Systeme modifiziert werden.
In den obigen Ausführungsformen modifiziert die Antwortfunktionseinstelleinheit die Verstärkung und die Zeitkonstante der Verzögerungsrecheneinheit erster Ordnung im Ansprechen auf ein Vergleichsergebnis zwischen den physikalischen Größen. Alternativ kann die Antwortfunktionseinstelleinheit entweder die Verstärkung oder die Zeitkonstante der Verzögerungsrecheneinheit erster Ordnung im Ansprechen auf ein Vergleichsergebnis zwischen den physikalischen Größen modifizieren. Ferner alternativ können Parameter, die zum Schätzen der Systemtemperatur verwendet werden und die sich von der Verstärkung und der Zeitkonstanten unterscheiden, im Ansprechen auf ein Vergleichsergebnis zwischen den physikalischen Größen modifiziert werden.
In den obigen Ausführungsformen erfolgt die Antwortkonstanteneinstellverarbeitung, wenn ein Startschalter eingeschaltet wird. Alternativ kann die Antwortkonstanteneinstellverarbeitung erfolgen, wenn die rotierende elektrische Maschine in einen bestimmten Zustand gesteuert wird.
(M3) Temperaturdetektoren
In den obigen Ausführungsformen sind die Temperaturdetektoren für die jeweiligen Systeme vorgesehen. Alternativ kann nur ein Temperaturdetektor vorgesehen sein, sofern nicht die Basistemperaturen der jeweiligen Systeme als die physikalischen Größen verwendet werden. Für den Fall, dass nur ein Temperarturdetektor vorgesehen ist, können die Temperaturschätzwerte der jeweiligen Systeme berechnet werden, indem ein Betrag der Temperaturänderung jedes Systems zu einem gemeinsamen Temperaturmesswert addiert wird.
In den obigen Ausführungsformen erfasst jeder Temperaturdetektor eine Temperatur eines Bereichs der Wärmesenke, in dem ein entsprechender Inverter vorgesehen ist. Alternativ kann jeder Temperaturdetektor eine Temperatur eines Bereichs verschieden von der Wärmesenke, wie beispielsweise ein Substrat, auf dem ein entsprechender Inverter vorgesehen ist, als eine Basistemperatur erfassen.
(M4) Rotierende elektrische Maschine und Steuervorrichtung für die rotierende elektrische Maschine
In den obigen Ausführungsformen wird der Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine per Stromregelung gesteuert. Alternativ kann ein Verfahren zur Steuerung der rotierenden elektrischen Maschine auf irgendeiner anderen Steuerung basieren.
In den obigen Ausführungsformen weist die rotierende elektrische Maschine zwei Wicklungssätze auf. Alternativ kann die rotierende elektrische Maschine mehr als zwei Wicklungssätze aufweisen. Die rotierende elektrische Maschine kann beispielsweise drei Wicklungssätze aufweisen. In den obigen Ausführungsformen ist die rotierende elektrische Maschine ein bürstenloser Drehstrommotor. Alternativ kann die rotierende elektrische Maschine ein vierphasiger Motor sein. Gemäß einer weiteren Alternative kann die rotierende elektrische Maschine irgendeine Art von Motor verschieden von dem bürstenlosen Motor sein. Die rotierende elektrische Maschine muss auch kein Motor sein, sondern kann eine Lichtmaschine, oder kann ein Motorgenerator mit Funktionen eines Elektromotors und einer Lichtmaschine sein.
In den obigen Ausführungsformen wird die Vorrichtung zur Steuerung einer rotierenden elektrischen Maschine auf die elektrische Servolenkungsvorrichtung angewandt. Alternativ kann die Vorrichtung zur Steuerung einer rotierenden elektrischen Maschine auf irgendeine andere Vorrichtung verschieden von der elektrischen Servolenkungsvorrichtung angewandt werden.
Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin offenbarten bestimmten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern Modifikationen und weitere Ausführungsformen denkbar sind, die als mit im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, so wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, beinhaltet verstanden werden sollen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4483298 [0002, 0003, 0003]
JP 2013-230019 [0059]

Claims

Vorrichtung zur Steuerung eines Betriebs einer rotierenden elektrischen Maschine (80) mit mehreren Wicklungssätzen (81, 82), wobei die Vorrichtung aufweist: – mehrere Inverter (11, 12), jeder für einen jeweiligen der mehreren Wicklungssätze; und – eine Steuereinheit (20, 50), die aufweist: – einen Physikalische-Größe-Komparator (41, 61), der dazu ausgelegt ist, physikalische Größen zu vergleichen, die auf Energie ansprechen, die den jeweiligen Wicklungssätzen zugeführt wird; – eine Temperaturschätzeinheit (45), die dazu ausgelegt ist, Systemtemperaturen zu schätzen, die Temperaturen von jeweiligen Systemen sind, wobei jedes System eine Kombination von einem jeweiligen der mehreren Wicklungssätze und dessen verknüpften Komponenten ist; und – einen Parametermodifizierer (42, 62), der dazu ausgelegt ist, einen Parameter zu modifizieren, der verwendet wird, um jede Systemtemperatur zu schätzen, im Ansprechen auf ein Ergebnis des Vergleichs zwischen den physikalischen Größen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der physikalischen Größen einen Wert beschreibt, der mit einer Spannung verknüpft ist, die an einen jeweiligen der mehreren Wicklungssätze gelegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der physikalischen Größen einen Wert beschreibt, der mit einem Strom verknüpft ist, der durch einen jeweiligen der mehreren Wicklungssätze fließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – sie ferner einen Temperaturdetektor (16, 17) aufweist, der dazu ausgelegt ist, eine Basistemperatur zu erfassen, die eine Temperatur eines Bereichs ist, in dem ein jeweiliger der Inverter (11, 12) vorgesehen ist; und – jede der physikalischen Größen einen Temperaturmesswert des Bereichs beschreibt, der durch den Temperaturdetektor (16, 17) erfasst wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Physikalische-Größe-Komparator (41) dazu ausgelegt ist, die physikalischen Größen zu vergleichen, wenn ein d-Achsen-Strom in einem Zustand, in dem ein q-Achsen-Strom null ist, durch die jeweiligen Wicklungssätze fließt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Physikalische-Größe-Komparator (41) dazu ausgelegt ist, die physikalischen Größen zu vergleichen, wenn eine Summe von q-Achsen-Strömen, die durch die jeweiligen Wicklungssätze fließen, null ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Physikalische-Größe-Komparator (41, 61) dazu ausgelegt ist, die physikalischen Größen zu vergleichen, wenn eine Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine null ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – sie ferner einen Temperaturdetektor (16, 17) aufweist, der dazu ausgelegt ist, eine Basistemperatur zu erfassen, die eine Temperatur eines Bereichs ist, in dem ein jeweiliger der Inverter (11, 12) vorgesehen ist; – die Temperaturschätzeinheit (45) eine Verzögerungsrecheneinheit (451, 452) erster Ordnung aufweist, die dazu ausgelegt ist, einen Quadratwert von Strom zu empfangen, der durch jeden Wicklungssatz fließt, oder einen Zeitmittelwert eines Integrals von Strom, der durch jeden Wicklungssatz fließt, um eine Verzögerungsantwort erster Ordnung als einen Temperaturänderungsbetrag auszugeben, und die dazu ausgelegt ist, den Temperaturänderungsbetrag zu der Basistemperatur zu addieren, um die Systemtemperatur zu schätzen; und – der Parametermodifizierer (42, 62) dazu ausgelegt ist, eine Antwortkonstante der Verzögerungsrecheneinheit erster Ordnung (451, 452) im Ansprechen auf ein Vergleichsergebnis zwischen den physikalischen Größen zu modifizieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20, 50) einen Strombegrenzer (46, 66, 67) aufweist, der dazu ausgelegt ist, für jedes der Systeme, den Strom, der durch den Wicklungssatz des Systems fließt, auf der Grundlage der Systemtemperatur zu begrenzen.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung (8) mit: – der Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; – der rotierenden elektrischen Maschine (80), die dazu ausgelegt ist, ein Assistenzdrehmoment zur Unterstützung eines Fahrzeugführers beim Lenken zu erzeugen; und – einer Energieübertragungseinheit (89), die dazu ausgelegt ist, die Rotation der rotierenden elektrischen Maschine auf ein Ansteuerobjekt zu übertragen.
Steuereinheit (20, 50) zur Steuerung eines Betriebs von mehreren Invertern (11, 12), jeder für einen jeweiligen von mehreren Wicklungssätzen (81, 82), die in einer rotierenden elektrischen Maschine (80) enthalten sind, wobei die Steuereinheit (20, 50) aufweist: – einen Physikalische-Größe-Komparator (41, 61), der dazu ausgelegt ist, physikalische Größen zu vergleichen, die auf Energie ansprechen, die den jeweiligen Wicklungssätzen zugeführt wird; – eine Temperaturschätzeinheit (45), die dazu ausgelegt ist, Systemtemperaturen zu schätzen, die Temperaturen von jeweiligen Systemen sind, wobei jedes System eine Kombination aus einem jeweiligen der mehreren Wicklungssätze und dessen verknüpften Komponenten ist; und – einen Parametermodifizierer (42, 62), der dazu ausgelegt ist, einen Parameter, der verwendet wird, um jede Systemtemperatur zu schätzen, im Ansprechen auf ein Ergebnis des Vergleichs zwischen den physikalischen Größen zu modifizieren.